EP2213486A1 - Kraftfahrzeug, insbesondere militärisches Kraftfahrzeug - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a motor vehicle, in particular a military motor vehicle, having the features of the preamble of patent claim 1.
- Such motor vehicles are well known.
- the vehicles in military vehicles, there is a requirement that the vehicles have to cope with very steep gradients of up to 60%.
- the body and the load generate a center of gravity that is high in relation to the wheelbase.
- the front axle of the vehicle When accelerating in the longitudinal direction on the steep slope, for example by starting or rolling back with Braking, the front axle of the vehicle is greatly relieved by the increased dynamic axle load distribution in the slope and can thus lose ground contact. This leads to a strong restriction of the steering ability of the vehicle. In extreme cases, steering can become impossible.
- the invention has for its object to provide in a motor vehicle with the features of the preamble of claim 1 a way to prevent occurring during startup on the steep slope relief of the front axle of the vehicle.
- the corresponding device should automatically, so without the driver's intervention and as soon as possible take effect.
- a basic idea of the invention is to equip the vehicle with a device for blocking tilting movements of the vehicle frame about the pendulum axis, wherein this device is designed overall so that it automatically detects the inclination of the vehicle frame in the longitudinal direction relative to the horizontal and when exceeding a predetermined angle of inclination Within a very short period causes a blocking of the above-mentioned tilting movements.
- the blocking of the tilting movements can be effected by a arranged on the longitudinal center axis of the vehicle on the vehicle frame air spring bellows, which is supported on the continuous second rear axle.
- the bellows can be connected via a designed as a solenoid valve filling valve, which is controlled by a control unit, with a source of compressed air, so that the air spring bellows extends and causes the blocking.
- the air spring bellows can be connected to the outside via a drain valve which is likewise designed as a solenoid valve and which is controlled by the control unit.
- the device can be designed so that the control or sensing is constantly switched on and causes the blocking when entering the vehicle in a slope, but it is also possible that a switching device is arranged at the driver's seat, from which the device before the Retracting into a slope can be switched to a standby state.
- Fig. 1 Described a three-axle motor vehicle, which is retracted without a device for blocking tilting movements of the vehicle frame in a steep slope with the pitch angle ⁇ .
- the vehicle has a vehicle frame 5 ', which carries the vehicle housing 5.1' and on which in the usual way a front axle 1 'and a first rear axle 4' and a second rear axle 3 'are arranged.
- the rear axles 3 'and 4' are designed as conventional Doppelachsaggregat and are on each side of the vehicle by means of a common leaf spring 6 'about a centrally between them in the transverse direction on the vehicle frame 5' supported swing axle 2 'resiliently suspended.
- the vehicle has a relatively high center of gravity S m , in which the weight force F r attacks, which has a directed to the ground E 'force component F m , which holds the vehicle on the ground E'.
- F r the weight force
- F m the ground E 'force component
- Fig. 2 is a motor vehicle shown, which is basically the same structure as the motor vehicle Fig. 1 and thus has a vehicle frame 5 carrying the vehicle frame 5, on which the front axle 1, the first rear axle 4 and the second rear axle 3 are arranged.
- the rear axles are designed as Doppelachsaggregat and suspended by means of the common leaf spring 6 about the pendulum axis 2 spring.
- this vehicle is on a steep slope with the inclination angle ⁇ . Further details of this vehicle are from the Figures 3, 3 A . 3 B . 4 and 5 refer to.
- an air spring bellows 7 is installed on the longitudinal central axis of the vehicle frame 5, in such a way that when the air spring bellows 7 retracts, a tilting movement of the vehicle frame 5 about the pendulum axle 2 is possible.
- Fig. 5 schematically shows, the air spring bellows 7 on the one hand via a Check valve 9 and designed as a solenoid valve filling valve 10 with a compressed air source 8 and on the other hand connected via a drain valve designed as a solenoid valve 11 with the outer space AR.
- the control of the two solenoid valves 10 and 11 is carried out by an electric control device, not shown, basically known type.
- the control unit includes a device which detects the inclination of the vehicle frame 5 in the longitudinal direction relative to the horizontal. When a predetermined angle of inclination is exceeded, the control unit generates, if necessary, with co-processing of retrieved from the drive control of the vehicle triggering and control variables such as acceleration in the horizontal, v signal, engine torque etc ... an electrical signal through which the filling valve 10 is opened is, whereby the air spring bellows 7 is connected to the compressed air source 8 and extends. In the extended state, the air spring bellows 7 arranged between the second rear axle 3 and the vehicle frame 5 blocks any tilting movement of the vehicle frame about the pendulum axle 2.
- the electrical control unit When falling below a predetermined inclination angle or after a predetermined period of time, the electrical control unit emits a signal which is supplied to the drain valve 11 and this opens.
- the air spring bellows 7 is connected under the action of a retaining spring element 7.1 via the drain valve 11 with the outer space AR and the compressed air is discharged, so that the air spring bellows 7 retracts and tilting movements of the vehicle frame 5 about the pendulum axis 2 are possible again ,
- the retaining spring element 7.1 ensures that the air bag can not extend due to its own weight.
- the vehicle is after the extension of the air spring bellows 7 with the wheels of the front axle 1 fixed to the ground E and thus remains able to steer.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein militärisches Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Derartige Kraftfahrzeuge sind allgemein bekannt. Insbesondere bei militärischen Kraftfahrzeugen besteht die Forderung, dass die Fahrzeuge sehr steile Steigungen von bis zu 60 % bewältigen müssen. Bei vielen Fahrzeugen erzeugt der Aufbau und die Beladung einen in Relation zum Radstand hoch liegenden Schwerpunkt. Bei einer Beschleunigung in Längsrichtung am Steilhang, beispielsweise durch Anfahren oder Rückwärtsrollen mit Bremsung, wird die Vorderachse des Fahrzeugs durch die im Hang verstärkte dynamische Achslastverteilung sehr stark entlastet und kann dadurch den Bodenkontakt verlieren. Dies führt zu einer starken Einschränkung der Lenkfähigkeit des Fahrzeugs. Im Extremfall kann eine Lenkung unmöglich werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eine Möglichkeit zu schaffen, die beim Anfahren am Steilhang auftretende Entlastung der Vorderachse des Fahrzeugs zu verhindern. Die entsprechende Einrichtung sollte automatisch, also ohne notwendige Einschaltung durch den Fahrer und möglichst rasch wirksam werden.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
- Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das Fahrzeug mit einer Einrichtung zur Sperrung von Kippbewegungen des Fahrzeugrahmens um die Pendelachse auszurüsten, wobei diese Einrichtung insgesamt so ausgebildet ist, dass sie automatisch die Neigung des Fahrzeugrahmens in Längsrichtung gegenüber der Horizontalen erkennt und beim Überschreiten eines vorgegebenen Neigungswinkels innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums eine Sperrung der oben erwähnten Kippbewegungen bewirkt.
- Diese Sperrung kann wieder gelöst werden, wenn der vorgegebene Neigungswinkel wieder unterschritten wird. Er kann auch nach einem vorgegebenen Zeitablauf wieder gelöst werden. Die Sperrung der Kippbewegungen kann durch einen auf der Längsmittelachse des Fahrzeugs am Fahrzeugrahmen angeordneten Luftfederbalg erfolgen, der sich auf der durchgehenden zweiten Hinterachse abstützt. Der Luftfederbalg kann über ein als Magnetventil ausgebildetes Füllventil, das von einem Steuergerät angesteuert wird, mit einer Druckluftquelle verbunden werden, so dass der Luftfederbalg ausfährt und die Sperrung bewirkt. Beim Lösen der Sperrung kann der Luftfederbalg über ein ebenfalls als Magnetventil ausgebildetes Ablassventil, das vom Steuergerät angesteuert wird, mit dem Außenraum verbunden werden.
- Grundsätzlich kann die Einrichtung so ausgebildet sein, dass die Steuerung bzw. Sensierung ständig eingeschaltet ist und beim Einfahren des Fahrzeugs in eine Steigung die Sperrung bewirkt, es ist aber auch möglich, dass am Fahrerplatz eine Schaltvorrichtung angeordnet ist, von der aus die Einrichtung vor dem Einfahren in eine Steigung in einen Bereitschaftszustand geschaltet werden kann.
- Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für ein Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zur Sperrung von Kippbewegungen des Fahrzeugrahmens um die Pendelachse näher erläutert.
-
- Fig. 1
- in einer stark schematisierten Seitenansicht ein dreiachsiges Kraftfahrzeug nach dem Stand der Technik ohne Einrichtung zur Sperrung von Kippbewegungen des Fahrzeugrahmens;
- Fig. 2
- in einer Darstellung analog
Fig. 1 ein dreiachsiges Kraftfahrzeug nach der Erfindung. - Fig. 3
- eine Teilaufsicht auf den Fahrzeugrahmen eines Kraftfahrzeugs gemäß
Fig. 2 ; - Fig. 3 A
- einen Schnitt nach der Linie A-A in
Fig. 3 ; - Fig. 3 B
- in gegenüber
Fig. 3 vergrößerter Darstellung den Bereich B inFig. 3 ; - Fig. 4
- in perspektivischer vergrößerter Darstellung die zweite Hinterachse des Kraftfahrzeug nach
Fig. 3 ; - Fig. 5
- in einem Schaltbild den Druckluftkreis für den Luftfederbalg der Einrichtung zur Sperrung von Kippbewegungen des Fahrzeugrahmens bei dem Fahrzeug nach den
Figuren 2 ,3 und4 . - Es wird zunächst anhand von
Fig. 1 ein dreiachsiges Kraftfahrzeug beschrieben, das ohne eine Einrichtung zur Sperrung von Kippbewegungen des Fahrzeugrahmens zu besitzen in einen Steilhang mit dem Steigungswinkel α eingefahren ist.
Das Fahrzeug besitzt einen Fahrzeugrahmen 5', der das Fahrzeuggehäuse 5.1' trägt und an dem in der üblichen Weise eine Vorderachse 1' sowie eine erste Hinterachse 4' und eine zweite Hinterachse 3' angeordnet sind. Die Hinterachsen 3' und 4' sind als übliches Doppelachsaggregat ausgebildet und sind auf jeder Fahrzeugseite mittels einer gemeinsamen Blattfeder 6' um eine mittig zwischen ihnen in Querrichtung verlaufende am Fahrzeugrahmen 5' abgestützte Pendelachse 2' federnd aufgehängt. - Das Fahrzeug besitzt einen relativ hoch liegenden Schwerpunkt Sm, in dem die Gewichtskraft aus Fr angreift, welche eine zum Erdboden E' ausgerichtete Kraftkomponente Fm besitzt, die das Fahrzeug auf dem Erdboden E' hält.
Durch eine Beschleunigung in Längsrichtung, also beispielsweise durch Anfahren entsteht eine dynamische Achslastverteilung aufgrund der am Fahrzeugrahmen 5' ein Drehmoment um die Pendelachse 2' hervorgerufen wird, das zu einer Kippbewegung des Fahrzeugrahmens 5' um die Pendelachse 2' führt, was zur Folge hat, dass die Räder der Vorderachse 1' vom Erdboden E' abheben und so eine Lenkung des Fahrzeugs unmöglich wird. - In
Fig. 2 ist ein Kraftfahrzeug dargestellt, das grundsätzlich genauso aufgebaut ist wie das Kraftfahrzeug nachFig. 1 und somit einen das Fahrzeuggehäuse 5.1 tragenden Fahrzeugrahmen 5 aufweist, an dem die Vorderachse 1, die erste Hinterachse 4 und die zweite Hinterachse 3 angeordnet sind. Auch hier sind die Hinterachsen als Doppelachsaggregat ausgebildet und mittels der gemeinsamen Blattfeder 6 um die Pendelachse 2 federnd aufgehängt.
Auch dieses Fahrzeug steht an einem Steilhang mit dem Neigungswinkel α.
Weitere Einzelheiten dieses Fahrzeugs sind aus denFiguren 3, 3 A ,3 B ,4 und5 zu entnehmen.
Zwischen der zweiten Hinterachse 3 und dem Fahrzeugrahmen 5 ist auf der Längsmittelachse des Fahrzeugrahmens 5 ein Luftfederbalg 7 installiert, und zwar so, dass bei eingefahrenem Luftfederbalg 7 eine Kippbewegung des Fahrzeugrahmens 5 um die Pendelachse 2 möglich ist. WieFig. 5 schematisch zeigt, ist der Luftfederbalg 7 einerseits über ein Rückschlagventil 9 und ein als Magnetventil ausgebildetes Füllventil 10 mit einer Druckluftquelle 8 und andererseits über ein als Magnetventil ausgebildetes Ablassventil 11 mit dem Außenraum AR verbindbar. Die Ansteuerung der beiden Magnetventile 10 und 11 erfolgt von einem nicht dargestellten elektrischen Steuergerät grundsätzlich bekannter Bauart aus. Das Steuergerät enthält eine Einrichtung, die die Neigung des Fahrzeugrahmens 5 in Längsrichtung gegenüber der Horizontalen erkennt. Beim Überschreiten eines vorgegebenen Neigungswinkels erzeugt das Steuergerät ggf. unter Mitverarbeitung von aus der Antriebssteuerung des Fahrzeugs abgerufenen Auslöse- und Kontrollgrößen wie z.B. Beschleunigung in der Horizontalen, v-Signal, Motormoment etc.... ein elektrisches Signal, durch welches das Füllventil 10 geöffnet wird, wodurch der Luftfederbalg 7 an die Druckluftquelle 8 angeschlossen wird und ausfährt. Im ausgefahrenen Zustand blockiert der zwischen der zweiten Hinterachse 3 und dem Fahrzeugrahmen 5 angeordnete Luftfederbalg 7 jede Kippbewegung des Fahrzeugrahmens um die Pendelachse 2. - Beim Unterschreiten eines vorgegebenen Neigungswinkels oder nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums gibt das elektrische Steuergerät ein Signal ab, das dem Ablassventil 11 zugeführt wird und dieses öffnet. Dies hat zur Folge, dass der Luftfederbalg 7 unter der Wirkung eines Rückhaltefederelements 7.1 über das Ablassventil 11 mit dem Außenraum AR verbunden wird und die Druckluft abgegeben wird, so dass der Luftfederbalg 7 wieder einfährt und Kippbewegungen des Fahrzeugrahmens 5 um die Pendelachse 2 wieder möglich werden. Das Rückhaltefederelement 7.1 stellt sicher, dass der Luftfederbalg nicht aufgrund seines Eigengewichtes ausfahren kann.
- Wie
Fig. 2 illustriert, steht das Fahrzeug nach dem Ausfahren des Luftfederbalgs 7 auch mit den Rädern der Vorderachse 1 fest auf dem Erdboden E und bleibt somit lenkfähig.
Claims (7)
- Kraftfahrzeug, insbesondere militärisches Kraftfahrzeug, mit einer Vorderachse und zwei Hinterachsen, wobei die Hinterachsen auf jeder Fahrzeugseite mittels eines gemeinsamen Pendelelements um eine mittig zwischen ihnen in Querrichtung verlaufende, am Fahrzeugrahmen abgestützte Pendelachse federnd aufgehängt sind, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Sperrung von Kippbewegungen des Fahrzeugrahmens (5) um die Pendelachse (2) mit mindestens einem zwischen dem Fahrzeugrahmen (5) und der zweiten Hinterachse (3) angeordneten Luftfederbalg, der über ein ansteuerbares Füllventil (10) mit einer Druckluftquelle (8) verbindbar ist, wobei das Füllventil (10) von einem Steuergerät aus ansteuerbar ist, das eine Neigung des Fahrzeugrahmens (5) in Längsrichtung gegenüber der Horizontalen erkennt und beim Überschreiten eines vorgegebenen Neigungswinkels automatisch das Füllventil öffnet.
- Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pendelelement als den beiden Hinterachsen gemeinsame Blattfeder (6) ausgebildet ist.
- Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein vom Steuergerät ansteuerbares Ablassventil (11), über welches der Luftfederbalg (7) mit dem Außenraum (AR) verbindbar ist, und das beim Unterschreiten eines vorgegebenen Neigungswinkels oder nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums automatisch geöffnet wird.
- Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch nur einen auf der Längsmittelachse des Fahrzeugrahmens (5) angeordneten und sich auf der durchgehenden zweiten Hinterachse (3) abstützenden Luftfederbalg (7).
- Kraftfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllventil (10) und das Ablassventil (11) als Magnetventile ausgebildet sind, die von einem elektrischen Steuergerät angesteuert werden.
- Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät von einer am Fahrerplatz des Fahrzeugs angeordneten Schaltvorrichtung aus in einen Bereitschaftszustand schaltbar ist.
- Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfederbalg (7) mit einem gegen die Ausfederrichtung wirkenden Rückhaltefederelement (7.1) versehen ist.
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